大跨度拱形懸臂混凝土桁架剛構橋拆除施工技術

方彥武，唐永順

（中交第二航務工程局有限公司，湖北 武漢 430119）

二十世紀七八十年代我國在內河上建造了一批大跨度拱形懸臂混凝土桁架剛構橋，如丹江大橋（主跨71m）、黃陵磯大橋（主跨90m）等。隨著社會經濟快速發展，目前這些橋梁的設計荷載、規劃車流量已遠不能滿足現行交通需要，且這類結構橋梁出現了許多不用程度的病害，基本已廢棄或只是作為管線的過河通道使用。根據現行《中華人民共和國航道法》《內河通航標準》等法律法規及相關規劃，這些大跨度拱形懸臂混凝土桁架剛構橋凈空尺寸不能滿足要求，對通航安全構成隱患，為解決這個問題，必須對橋梁進行拆除。結合梁體受力情況、環境保護要求，目前主要有移動桁車式逆向拆除法、搭設棧橋拆除法、爆破方案等。

1 拆除方案比選

結合梁體受力情況、環境保護的要求，從使用設備及原理、方案可實施性、風險控制、工程造價及工期等方面比較移動桁車式逆向拆除法、搭設棧橋拆除法、爆破方案的優缺點（見表1）。

從表1的分析可見，對于移動桁車式逆向拆除法、搭設棧橋拆除法、爆破方案等3種拆除方案，在一定工況下搭設棧橋拆除法有著較大的優勢：施工便捷、投資少、材料可周轉利用、拆裝方便等。

2 工程實例

黃陵磯大橋位于湖北省漢陽境黃陵磯鎮附近，跨越湖北省漢南干渠通順河。該橋跨徑布置為7×20m＋53m＋90m＋53m＋2×20m，全長380.19m。主橋設3孔，邊孔跨徑53m，中孔跨徑90m，上部構造是由2個T形剛構加掛梁組成。T形剛構上部為預應力混凝土懸臂拼裝桁架梁，下部為沉井基礎箱形墩。

該橋自1978年底動工，1979年竣工通車。2001年現檀軍公路橋梁通車后，黃陵磯大橋被棄置。因社會發展需要，在黃陵磯大橋橋位上游50m新建1座雙向6車道城市橋梁，黃陵磯大橋因凈空尺寸不能滿足通航要求，對通航安全構成隱患，行政審批單位在新橋建設批復時要求同步實施黃陵磯大橋拆除。

2.1 主橋設計參數

2.1.1 基本資料

中孔跨徑為90m（墩中至墩中）；橋面寬度：凈寬7m+2×0.75m人行道；設計荷載：汽車一20級，掛車一100；通航等級為四級航道；掛梁跨16m。

2.1.2 結構形式

1）結構尺寸 桁架片數為2片；桁架梁懸臂長度34.2m；桁架片橫橋向中距5.8m；懸臂桁架片根部全高9.05m，端部全高1.30m；軸線矢距7.5m，為1/12跨徑長度；上弦桿斷面尺寸為等截面120cm×70cm；下弦桿斷面尺寸：等寬變高，寬120cm，高度由60cm減至24cm，斜桿及豎桿橫橋向寬度均為60cm，順橋向寬度有 25，30，40，50cm 等尺寸（見圖1～3）。

2）結構材料 主桁塊件為C48預應力混凝土，橋面行車道板為C38預應力混凝土，掛梁為C28鋼筋混凝土；預應力鋼絲為05高強碳素鋼絲，極限強度為15 000kg/cm2；一般結構鋼筋。

圖1 主橋構造

3）結構組成 懸臂主桁架在橫橋向由2片桁架片組成，其上擱置C48預應力混凝土簡支空心橋面板，橋面板橫橋向留有預應力束管道，每隔2.5m橋長設置1道，管道中穿1束12φ5mm鋼絲束，將橋面板與上弦桿錨固成整體。在2桁架片各節點間橫橋向設有普通鋼筋混凝土剪刀撐。主桁架為斜壓桿式，上弦桿和豎桿為拉桿，均設預應力束。下弦桿和斜桿為壓桿，采用普通鋼筋混凝土。上弦桿截面形狀為凹形，在凹形明槽內布設預應力束，每節端部均有長度為1m的實腹段，且預留有孔道，預應力鋼絲束從中穿過，并在實腹段端部張拉錨固。各節間通過上弦桿的預應力束均為24φ5mm高強鋼絲束，懸臂拼裝時，逐節張拉錨固。豎桿頂預應力束為12φ5mm高強鋼絲，每一豎桿設2束，在預制場張拉臺平臥張拉后錨固。

4）塊件劃分 懸臂總長34.2m，分7個節間。靠近根部為第1節間，這個節間由1根單獨的上弦桿和另1個斜桿與下弦桿組成的三角形塊件，兩者分別起吊就位后用濕接頭拼裝而成。其余各節間，以起吊能力40t控制設計，劃分為4個拼裝塊件，即第2節間為2號塊件，第3節間為3號塊件，第4、5階間為4號塊件，第6、7兩節間（包括牛腿端）合供為6號塊件。

圖2 主橋桁架根部截面（單位：cm）

圖3 主橋掛梁截面（單位：cm）

圖4 鋼棧橋標準斷面

圖5 原桁架斷面

2.2 拆除方案

選擇枯水期施工，將施工便道修筑在平行于橋梁的上游，距離橋梁2.5m處，行經水域區采取鋼棧橋銜接，便道全長250m，鋼棧橋全長80m。采用80t履帶式起重機，使用平板車轉運，按新建分塊方式及施工順序逆向拆除。

鋼棧橋樁基礎均采用φ630mm×12mm鋼管樁，橫向樁間距6m，縱向樁間距根據地質勘測報告及驗算，確定鋼管樁入土深度。棧橋共計3聯，每聯2～3跨，每跨9m（見圖4，5）。

T構切割分塊方案、拆除步驟及吊點布置如表2所示。

2.3 拆除過程主橋受力分析

采用Midas-civil進行驗算，T構為對稱結構，具體建立模型如圖6所示，T構主要受力構件為上弦桿，結構驗算中僅統計上弦桿應力情況，經整體建模計算，拆除過程主要構件剛度、強度均能滿足規范要求。

2.4 現場實施效果

經現場采用搭設鋼棧橋拆除舊橋，全部懸臂混凝土桁架梁變形均控制在允許誤差內，安全風險完全可控，拆除十分便捷，取得預期的經濟效益。

3 結語

大跨度拱形懸臂混凝土桁架剛構橋選取搭設棧橋拆除施工技術是一種在一定工況下工作強度低、施工周期短的施工技術。其方法簡單實用，且對桁架剛構橋施工普遍適用。與國內部分工程應用的爆破施工技術相比，該技術對周邊環境影響小、環保節能、工效高、適用性強、簡便易行。該技術不僅降低了安全風險，同時也有效降低了成本、縮短了施工周期。

表2 黃陵磯大橋主橋拆除方案步驟

續表2-1

續表2-2

圖6 T構模型